岩溶地貌区刁江“22·6”暴雨洪水复盘分析

刁江流域属于典型的裸露型岩溶区,遍布大小不一的岩溶暗河。2022年6月20日受刁江中上游流域特大暴雨影响,致使刁江干流全线出现超警洪水,中上游出现超50年一遇特大洪水。本文对此次暴雨洪水的成因、时空分布、特点等进行了复盘,并对比分析了历年刁江暴雨洪水情况,有助于掌握岩溶区域暴雨洪水特性,为今后可能出现的类似特大暴雨洪水提供应对参考和借鉴。

广西刁江沿岸农田受矿山重金属污染现状与治理对策

刁江流域的源头区域是我国著名的矿区 ,长期以来不合理的矿产资源开发利用行为导致了刁江沿岸农田严重的重金属污染。本文选择污染最严重的金洞村农田进行典型调查与分析 ,根据两个剖面不同深度的重金属含量和形态分析结果 ,认为该农田受到了严重的As、Pb、Cd、Zn复合污染。由于土壤污染十分严重 ,建议采取工程治理措施 ,或者改变污染农田利用模式 ,即根据新的土壤资源特点 。

广西刁江流域Cd和Pb复合污染稻田土壤的钝化修复

采用田间小区试验,研究施用海泡石、石灰和磷酸盐对广西刁江流域Cd和Pb复合污染稻田土壤的钝化修复效应,并通过土壤重金属形态分析探讨不同钝化剂的作用机理。结果表明,添加钝化剂可显著提高稻谷和秸秆产量,最大增产率分别可达25.4%和28.3%,其中海泡石与磷酸盐复配处理增产效果最佳。施用钝化剂可以有效降低水稻各部位重金属含量,水稻糙米Cd和Pb含量最大降幅可达65.12%和61.86%;钝化剂复配处理对水稻地上部Cd和Pb含量的降低效果明显优于单一处理,其中海泡石和磷酸盐或石灰复配处理糙米Cd含量符合GB2762—2005《食品中污染物限量》。不同钝化处理均能显著降低土壤TCLP(毒性特性浸出程序)提取态Cd和Pb含量,最大降幅分别为28.86%和45.60%,其中钝化剂复配处理对土壤TCLP提取态重金属的抑制效果优于单一钝化处理。总体而言,海泡石与磷酸盐复配处理对广西刁江流域重金属复合污染稻田土壤的钝化修复作用最佳。

广西刁江沿岸土壤As,Pb和Zn污染的分布规律差异

分析了刁江流域矿区尾砂和上、中、下游地区土壤剖面重金属的含量.结果表明:刁江流域上、中、下游地区都不同程度受到As,Pb和Zn的污染.上游(距污染源16 km)表层土壤中w(As),w(Pb)和w(Zn)与尾砂相当,分别高达2.4×104,5.6×103和1.2×104mg/kg,下游拉烈和百旺(分别距污染源154和192 km)2个采样点表层土壤中w(As),w(Pb)和w(Zn)的平均值分别是《土壤环境质量标准》(GB15618—1995)三级标准的47.05,1.81和5.48倍.表层土壤中w(As)和w(Pb)随采样点距污染源的距离增加呈幂函数下降,w(Zn)呈线性下降,表明Zn在流域内的迁移能力大于Pb和As.土壤剖面中3种重金属的质量分数均随土层深度的增加呈降低趋势,在土壤剖面的迁移能力表现为Zn>Pb>As.总体上看,刁江流域土壤污染与尾砂中重金属的形态及其迁移特征密切相关,尾砂的排放控制和治理应该是刁江流域污染整治的关键.

河流沿岸土壤对上游矿山及矿山开发的环境地球化学响应——以广西刁江流域为例

刁江流域上游的矿山和矿山开发引发了显著的土壤环境地球化学变化,突出表现是沿岸形成了严重的土壤重金属污染带。污染带的分布与近20多年来的洪水淹没区和引水灌溉区呈现高度的一致性。上游地带的土壤污染区有明显的尾砂沉积,污染呈显性状态,而下游地带的尾砂沉积现象不明显,污染表现为隐性。无论是上游还是下游,土壤中的As、Pb、Zn、Cd含量均异常高。水田的犁底层对污染物质具有明显的隔断作用,而旱地淀积层中的污染物含量比较高,对污染物质的隔断作用不明显。污染耕地上生产的玉米中的Cd、Pb、Zn含量和大米中的Cd、Pb含量超过国家食品卫生标准。

刁江沿岸土壤重金属污染特征研究

受上游矿山开发的影响,刁江沿岸存在明显的 As、Pb、Zn、Cd 复合污染带,其污染区与洪水淹没区呈现高度的一致性;水田的犁底层对重金属具有明显的隔断作用,而旱地的淀积层中的重金属质量分数依然很高;上游地带土壤污染呈显性状态,土壤中尾砂沉积现象十分明显,而下游地带的土壤污染呈隐性状态,土壤中尾砂沉积现象不明显;蜈蚣蕨可以作为刁江沿岸土壤污染区的指示植物;土壤中 Zn 与 Cd 质量分数存在显著相关关系,表层土壤 As 与 Pb 质量分数呈现较好的相关性,而土壤垂直剖面中 As 与 Pb 质量分数除个别剖面外,相关关系不显著。

广西刁江流域主要河流水质评价

为研究广西刁江水质污染现状,从刁江流域上游到下游共设置9个水质监测断面。于2013年12月-2014年12月对河流的p H、溶解氧、高锰酸盐指数、叶绿素a、总氮、总磷、氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、正磷酸盐、重金属(砷、铅、镉、汞、铬)水质指标进行监测。采用单因子和综合污染指数对刁江水质进行评价,同时开展水体富营养化评价。单因子污染指数评价结果表明刁江流域主要污染物为总氮和砷。综合污染指数评价结果表明刁江流域水质整体较好,但上游的平村河污染较严重。从时间分布来看,秋季水质最差,冬季较好。从营养化状态指数来看,平村河为中度富营养化状态,其余河流为中营养状态,富营养化程度呈现春夏高,冬季低的特点。对评价结果进行主成分分析,结果表明刁江流域总氮最大的贡献者可能来源于居民的生活污水。

基于改进QUAL2Kw模型的水环境重金属污染模拟

重金属污染是目前最主要的水环境问题之一。由于水体中的重金属迁移转化过程复杂,加之当前我国重金属污染形势严峻,以及重金属监测数据缺乏,相关的重金属模型在准确模拟重金属浓度变化方面存在一定的局限性。通过对一维河道水质模型(QUAL2Kw)进行改进,嵌入重金属模拟模块,并将其应用于刁江的水质模拟中,同时实现了河道常规水质指标和重金属指标的模拟。在此基础上,运用遗传算法率定模型参数,并进行了模型验证。结果表明,改进的QUAL2Kw模型能够较好地模拟实际水质状况,模拟结果显示,北京屯支流对刁江干流总氮、总磷及重金属锌、铅、镉浓度的影响较大。这一研究结果有利于准确评估重金属污染状况与其他水质指标的相关性,为水环境管理部门预测重金属污染风险及制定水污染治理措施提供依据。

广西高砷区采矿业污染河流治理探讨

本文根据前期刁江水系重金属污染的调查研究结果,并参考国内外矿山固体废物处理处置以及河流重金属污染治理的研究进展,对刁江上游矿区尾砂综合利用以及刁江水系重金属污染治理进行探讨。本文讨论建议采取措施加强刁江上游矿区水土保持和生态恢复,对采矿和选矿尾砂进行综合利用,以减少尾砂排放;对于刁江水系重金属污染,建议对严重污染的河段沉积物进行疏浚处理,对疏浚沉积物进行综合利用,以减轻刁江水系污染和防治二次污染。

矿山资源环境一体化思想框架及其应用研究

矿山资源和矿山环境是同一事物的两个侧面。矿山资源是矿山环境的组成部分,是有经济价值的环境;矿山资源的开发过程同时也是环境的改变过程,由矿山资源开发而引起的环境问题,往往是资源不合理利用的结果;矿山环境污染物(如固体废弃物)存在二次开发或资源化的可能。重点探讨矿山资源环境一体化思想框架,并针对广西刁江流域矿山资源开发过程中出现的资源浪费与严重的环境问题,提出了可持续开发对策。

土地利用对刁江流域岩溶水水质的影响

利用刁江流域内最新土地利用现状图,结合采集38个岩溶水水样所做的全分析加微量元素测定结果,对研究区内的岩溶水水质进行了质量综合评价,分析了土地利用对岩溶水水质的影响。结果表明,刁江流域内岩溶水质量综合评价总体良好,较差水质级别主要集中在中下游的乡镇、人口密集区和耕地附近;岩溶水中8项不同组分主要集中分布于中下游地区大面积的耕地和林地内,说明农药化肥的使用、密集的人口状况易于对岩溶水水质产生影响;由于人类活动干扰程度的不同,不同土地利用类型对岩溶水水质变化的影响不同。

刁江流域矿区环境信息系统(MEIS)的设计与开发

刁江流域矿区环境信息系统 (MEIS)是以Arcview为软件平台 ,结合Mapinfo和VisualFoxpro开发的专题地理信息系统 .该系统可为矿区环境管理部门及环境科学工作者提供该矿区的环境背景信息及水质污染、矿区废弃地等专题环境信息 ,为解决刁江流域矿区的主要环境问题提供技术支持 .本文介绍了系统的总体设计、数据库的建设以及系统建设过程中积累的经验 .

刁江流域的生态恢复与保护

文章分析了因矿产资源的盲目开发导致刁江流域 土壤污染、植被破坏和生态系统失衡等现状，运用环境生态学、环境化学和环境管理学的理 论提出了清洁生产、土壤改良、植被恢复以及矿产资源持续利用等对策，对刁江流域进行生 态的恢复与保护。

龙江与刁江底栖硅藻群落结构及影响因子

为研究龙江和刁江底栖硅藻群落结构特征的主要影响因子,采集龙江和刁江共32个样点的硅藻样本,并记录11项河流相关环境理化指标。经过实验室处理及硅藻种类鉴定,2条江中共发现硅藻33属179种,其中:龙江全流域共鉴定出硅藻30属141种,刁江全流域共鉴定出硅藻24属138种。典范对应分析CCA显示2条河流中的硅藻群落都受到水质因子和地理因子的共同作用,前4排序轴累积解释了物种与环境之间关系的60.5%,其中前2排序轴一共解释了硅藻—环境变量的36%,并且物种分布与环境梯度排序轴的相关系数分别是0.948和0.919,较好地反映硅藻—环境因子之间的关系。测试各个环境变量的条件效应并进行蒙特卡罗置换检验,结果表明:水体的pH值、电导率、总磷、海拔、水温、流速是影响该地区河流硅藻群落结构的显著影响因子。

基于地统计的刁江流域土壤重金属元素空间分布及污染特征研究

针对刁江流域土壤重金属污染严重的情况,本文引入地统计方法,应用半变异函数拟合模型及克里金(kriging)插值法研究了该区土壤中主要重金属镉(Cd)、铅(Pb)、锌(Zn)和类金属砷(As)元素含量的空间分布状态及污染特征。首先利用三倍标准差法剔除840个采样点数据中的异常值,然后对比分析As、Cd、Pb、Zn四种重金属的半变异函数,优选出最佳拟合模型;最后利用克里金插值生成As、Cd、Pb、Zn的空间分布图。研究结果表明:刁江流域As、Cd、Pb、Zn的污染情况均较严重;As、Pb、Zn重金属分布情况受结构性因素的影响较为明显,与采矿、冶炼活动关系密切;Cd呈现出大面积的污染,除受采矿、冶炼活动影响外,与该地区Cd的高背景值也存在着一定的关联。

广西刁江流域矿区典型水文气象要素时间序列特征分析

对位于刁江流域的广西河池某矿区的典型水文气象要素:气温和降水进行时间序列特征分析。采用小波分析法对其周期特征进行分析,采用滑动t突变检验法、有序聚类检验法、累积距平检验法结合样本熵突变分析法对其突变特征进行分析。研究结果表明:矿区流域年平均气温存在3、5和12年左右的周期,于1985年发生突变;矿区流域年降水量存在5、11和18年左右的周期,于1993年发生突变。

刁江流域偏枯态水质安全风险分析

为实现刁江流域水质水量同步监测,收集了2018年非汛期至2019年汛期共14个地市的降水量、3个水文测站的逐时水位和流量、9个水质监测断面的实验检测成果等数据,借鉴美国环保署健康风险评价方法,对砷、镉、铅、铁、锰、铜、锌、汞共8种采、选、冶矿作业特征污染物的化学致癌风险指数和毒害风险指数等有关风险指标进行评价分析。结果表明,刁江流域偏枯态水质安全的最大风险隐患为上游的砷,其最高极值浓度超标了0.624倍。因此,必须进一步加强对刁江上游沿岸矿产加工业的监管,以降低刁江偏枯态水安全风险。

刁江中上游重金属污染特征、原因及对策分析

水质监测与流量监测相结合是今后水文监测系统发展的一个重要方向。基于改进Tomlinson污染负荷指数评价模型,选择2018年非汛期在刁江中上游布设堂汉村等10个采样点,开展铜、锌、砷、汞、镉、铅、锰、锑等8种重金属污染物量质同步监测调查研究,对比评价模型改进前后污染负荷指数和污染特征的变化,分析污染原因并提出相应防治对策。结果表明,引入流量Q对Tomlinson污染负荷指数评价模型进行改进,可以充分暴露重金属污染在低浓度和大流量背景下的耦合污染严重程度,对精准识别和科学防治刁江流域重金属污染具有重要的理论意义和实践意义。

广西都安县耕地土壤重金属污染风险评价

为全面了解广西都安瑶族自治县耕地土壤重金属污染特征和生态风险状况,通过实地调查采样及土壤重金属含量分析,利用单因子指数、内梅罗综合指数、Hakanson潜在生态危害指数对都安县耕地土壤中Cd、As、Ni、Zn、Cr、Sb、Cu、Pb这8种重金属进行污染和生态风险评价.结果表明,都安县耕地土壤重金属总体污染严重,74.6%的耕地土壤点位超标,Cd、As、Ni、Zn、Cr、Sb、Cu、Pb的超标率依次为70.6%、42.9%、34.9%、19.8%、19.6%、2.94%、1.59%、0.79%,其中Cd和As超标率远远超过全国和广西水平,是都安县主要的污染元素.都安县耕地土壤总体呈现"中度"生态风险,其中Cd对生态风险贡献率达到88%;九渡乡东南部和保安乡与东庙乡结合部存在高生态风险.都安县耕地土壤重金属污染来自两个主要污染源,其中刁江流域两岸受污灌耕地土壤中As、Sb污染可能主要来源于刁江上游的矿业活动.

广西刁江野生鱼类重金属积累特征及其健康风险评价

为评估广西刁江野生鱼类重金属积累特征及其健康风险,分析了广西刁江水系8种野生鱼类肌肉中铅(Pb)、镉(Cd)、铬(Cr)、砷(As)和汞(Hg)5种重金属的含量水平.利用污染指数法和目标危害系数法对其污染程度、食用安全性及健康风险进行了评价.结果表明,所有鱼类肌肉样品中Pb、Cd、Cr、As和Hg的含量范围分别为0.041~1.160、0.000 1~0.066、0.173~0.789、0.010~2.420和0.000 7~0.077 mg·kg^(-1).Pb和As的含量水平超出《食品中污染物限量》(GB 2762-2012)的限值,超标率分别为5.06%和64.56%;而Cd、Cr和Hg的含量水平未出现超标现象.污染指数结果表明:越南鱊和须鱊受到重金属严重污染;罗非鱼处于中污染水平;餐鲦、南方拟餐、鲫鱼、大眼鳜和草鱼处于轻污染水平.刁江水系8种野生鱼类对Pb、Cr和Hg的富集程度较大;肉食性和杂食性鱼类重金属含量水平高于草食性鱼类.越南鱊和须鱊复合重金属目标危害系数均大于1,这表明当地居民长期摄食越南鱊和须鱊暴露重金属存在潜在健康风险.在所有野生鱼类(南方拟餐和餐鲦除外)的复合重金属目标危害系数中,As的贡献比例最高,平均贡献率达到76.63%,说明As是主要风险元素.